机制砂对混凝土性能有什么影响
1 导言
混凝土是现在工程建造中运用量最大、运用规模最广泛的人造建筑材料，集料是混凝土主要的组成成分之一，占混凝土体积的70%左右，其间细集料占混凝土体积的30%左右，其主要效果是填充、密实并和粗集料一起构成骨架。细集料依照产源分为天然砂和人工砂。天然砂是在天然条件效果下（风化、水流转移和分选、堆积）而构成的岩石颗粒，包含河砂、海砂和山砂；人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的总称。机制砂是岩石（不包含软质岩、风化岩）经出土挖掘、机械破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒。由天然砂和机制砂混合制成的砂被称为混合砂。
天然砂颗粒近似球形、较洁净，长期以来是我国大部分区域的主要建造用砂，可是天然砂是一种地方性资源，散布不均匀且短时刻内不行再生，长距离运输给工程建造带来沉重负担。在巨大需求的推进下，天然砂资源日益匮乏，我国不少区域现已呈现天然砂逐步削减、乃至无资源的状况，尤其是我国西南、南部等区域，以河砂为主的天然砂难以满意混凝土的出产需求，砂石供需矛盾非常杰出。
为了满意建造用砂的刚性需求，机制砂成为首选。与天然砂比较，机制砂的原材料来历广泛，既能运用抛弃资源如尾矿、废石弃料，又能运用以鹅卵石和矿山为主的天然质料，能确保原材料质量，不受地域和时节约束；机制砂的出产可因地制宜，下降运输本钱，具有必定的经济效益；机械化出产，质量安稳、可控可调，能够根据用户的需求进行出产；比外表积较大，用机制砂制造的混凝土强度较高。用机制砂作混凝土细集料，既能够解决天然砂资源短少的问题，又能够建造本钱、保护环境。机制砂部分或悉数替代天然砂已成为当时混凝土职业的趋势。
本文介绍机制砂的特征及机制砂对混凝土功能的影响，期望对混凝土职业供给参阅。
2 机制砂的特征
因为机制砂是岩石通过机械破碎而成，全国各地机制砂的矿源、设备和工艺存在差异，导致机制砂在外观、化学成分、颗粒形状、颗粒级配以及特细颗粒含量等功能方面与天然砂不尽相同。机制砂对混凝土功能的影响与其颗粒形状、外表结构、颗粒级配和石粉含量密切相关。因而，对机制砂的特征进行系统的研讨很有必要。
➤ 描摹特征
机制砂的颗粒描摹特征包含粒形和外表粗糙度，因为母岩和出产工艺的不同，机制砂呈现出多种形状，赋有棱角、外表粗糙，界面新鲜。机制砂颗粒形状不规则，难以界说和衡量。国内外规范推荐了一些测量办法，《公路工程集料实验规程》JTG E42-2005中规则选用细集料棱角性实验（空隙率法和活动时刻法）；美国ASTMC1252规范中通过测验未压实细集料的空地率来点评棱视点、内摩擦巨细和外表粗糙程度；法国AFNOR NFP 18-564/1981规范中规则了砂的流值实验办法，用来点评细集料的外表特性及棱角性。
跟着技能的发展，选用数字图画处理（DIP）技能测验集料的棱角性成为干流办法，给集料颗粒描摹的研讨带来了便利。蔡基伟用棱角性指数、长宽比、饱满比三个目标表征了57种机制砂的粒形；Goncalves选用球形度和长宽比作为颗粒形状的衡量，发现冲击式破碎出产的机制砂颗粒形状显着因为圆锥式破碎。重庆大学叶建雄等人用空隙率法、活动时刻法和数字图画处理法测验了7种不同机制砂的颗粒形状，得出数字图画处理法不能客观反响机制砂的颗粒形状特征的定论。
空隙率法和活动时刻法的实验误差大、重复性差。二维数字图画处理办法是对颗粒图画的正面投影概括进行剖析，不能彻底反映颗粒形状，也晦气于现场检测。关于机制砂的描摹特征的表征依然存在探究的空间，选用恰当的办法点评机制砂的颗粒描摹，对机制砂的质量操控具有重要意义。
➤ 级配特征
砂的颗粒级配指的是不同粒径的砂粒互相调配的份额。砂的粗细程度用细度模数来表征。颗粒级配是机制砂品质好坏的内涵决议因素，细度模数不能彻底反响颗粒级配的真实状况。表1是各国机制砂级配规则，从表1能够看出，各国关于机制砂的级配规则各不相同。
▲ 表1 各国机制砂级配规则
机制砂的颗粒级配是由制砂设备和工艺决议的。就现在机制砂的出产运用来看，机制砂多为中粗砂，细度模数一般在2.8-3.6之间，并且呈现出颗粒级配两头多中心少的散布。
➤ 石粉
石粉是指机制砂中粒径小于75um的颗粒。机制砂中含有较多石粉，是机制砂与天然砂之间最显着的区别。机制砂中的石粉与天然砂中的泥粉在混凝土中的效果存在本质区别，需求采纳恰当的办法来发挥石粉的有利效果。在机制砂的出产过程中，带入泥粉是不行避免的，导致粒径小于75um的颗粒并不彻底是石粉。因而，在制造机制砂混凝土前有必要检测出石粉中的泥粉含量，以确保机制砂满意混凝土的功能要求。在各地方规范中关于石粉中泥粉的含量均有相应的规则，一般以为亚甲蓝值（MB值）大于1.4时，以泥粉为准；MB值小于1.4时，以石粉为主。一起，机制砂中适量含量的石粉对混凝土的功能是有利的，过量则有害，因而各国规范中均对石粉含量有约束，不过因为各国选用的母岩、破碎工艺不同，因而石粉限值也各不一样。
3 机制砂对混凝土功能的影响
➤ 机制砂对混凝土作业功能的影响
比较于天然砂，机制砂外表棱角多、外表粗糙，且具有必定的石粉含量，一般机制砂混凝土的坍落度较小，添加石粉含量在必定程度上能够改进混凝土的泌水，进步粘聚性，使混凝土更易浇筑成型。
吴明威等人研讨了机制砂中小于0.08mm石粉对混凝土拌合物功能的影响，研讨发现石粉是一种惰性掺合料，颗粒细微，石粉添加了混凝土中短少的细颗粒，增大了固体比外表积，减小了泌水和离析，改进了混凝土的和易性。
Pedm Nel quirogal研讨了不同品种机制砂对混凝土的泵送性和活动性的影响，发现机制砂的级配不同会导致不同的混凝土坍落度，其最大差值可达175mm。A.K Sahu等运用机制砂部分替代河砂来制造混合砂混凝土，发现：1）当没有外加剂时，机制砂部分替代河砂制造的混凝土会使其作业性下降；2）当运用高效外加剂时，混合砂混凝土作业性得到改进。
➤ 机制砂对混凝土力学功能的影响
选用机制砂制备的混凝土力学功能一般高于天然砂制备的混凝土。周明凯等的研讨标明，机制砂中的石粉在水泥水化过程中能够起到晶核效果，诱导水泥的水化产品析晶，加速水泥水化并参与水泥的水化，生成水化碳铝酸钙，并阻挠了钙钒石向单硫型水化硫铝酸钙转化。安文汉等研讨以为，机制砂增强混凝土的主要原因是，石粉的存在能够较显着的改进混凝土的孔隙结构，进而改进水泥浆——集料界面结构，并且使混凝土晶相有不同程度的改动。从图1和图2能够看出，石粉含量进步关于低强度等级的混凝土强度有进步效果，可是会下降高强度等级的混凝土强度。
H.Donza等人以为机制砂的形状和物理特功能够添加浆体和集料间的互锁效应，从而进步混凝土的抗压强度
➤ 机制砂对混凝土耐久性的影响
混凝土耐久功能的好坏直接关系到工程质量的好坏，因而，混凝土耐久功能一向都是人们关注的重要目标。机制砂外表粗糙，能够与浆体很好的粘结，并且机制砂中含有较多的石粉，能够填充孔隙，进步混凝土全体的密实性；一起，机制砂中的石粉能加速C3S的水化，并可与C3A、C4AF反响生成结晶水化物，优化了水泥石的孔隙结构，进步抗渗功能。
Bonavetti等人研讨标明，在大水灰比条件下，跟着石粉含量的添加，砂浆的抗渗性逐步下降；在较小水胶比条件下，石粉含量的添加则会进步砂浆的抗渗性。张桂梅等人研讨了石粉对低标号混凝土抗冻功能的影响，发现20%石粉含量的机制砂混凝土质量丢失和强度丢失均大于12%石粉含量的机制砂混凝土。石粉对混凝土的抗冻性晦气，且随石粉含量添加，机制砂混凝土的抗冻性逐步下降。
4 机制砂运用中存在的问题及主张
由此可见，我国在运用机制砂运用方面尚存在必定的技能难题，主要变现在：
➤ 我国机制砂出产加工职业短少准入制度，各地机制砂企业规模巨细不一，出产工艺各不相同；
➤ 现在我国关于机制砂的规范系统不行健全，职业内也没有有用的监督部分，导致终究出产的机制砂产品质量良莠不齐；
➤ 我国幅员辽阔，机制砂质料岩性杂乱，大部分工程短少对料源、工艺、设备的挑选进行具体的科学论证和实验研讨；
➤ 机制砂在出产中产出的石粉对机制砂混凝土功能的影响以及石粉含量挑选还存在争议。
因而，主张展开机制砂母岩特性和破碎、整形工艺对机制砂粒形、级配、石粉含量的影响，编制科学合理的规范和运用技能规程，辅导机制砂混凝土和机制砂砂浆的运用。利达机械专业生产制砂机、制砂机成套设备、制砂机生产线、破碎机设备。
